JPH0611673A - 光導波路デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光変調器，光スイッチ等の光導波路デバイス
の製造方法に関し、光導波路デバイスの端面の鏡面形成
の際の不安定要因を抑え、再現性が良く光結合損失が小
さく、また光デバイスの取扱時に、光導波路及び制御電
極が損傷する恐れがないことを目的とする。 【構成】 基板の表面側に形成した光導波路と、制御電
極とからなる光導波路デバイスの製造にあたり、母材１
をマトリックス状に区画し、左右の端部がＹーＹライン
に直交する光導波路３をそれぞれ区画に形成し、それぞ
れのＹーＹラインの内側に、ＹーＹラインに平行する帯
状の金属膜20を、制御電極5,6 を形成する際に同時に設
け、金属膜20の側端面をガイドにして、母材１と同材料
よりなる短冊板10をＹーＹライン上に貼着し、その後、
母材１をＹーＹライン及びＸーＸラインで切断して、個
々の基板２に分離する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光変調器，光スイッチ
等の光導波路デバイスの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来例の図で、(A) は分離切断前
の平面図、(B) は切断後の断面図である。

【０００３】なお、図に示した光導波路デバイスは、マ
ッハツェンダ型変調器である。図３において、１は、電
気光学結晶よりなる母材である。なお、母材１は一般に
は厚さ１mm程度の円板形であるが、図示の都合上角形で
示している。

【０００４】従来の光導波路デバイスの製造方法は、下
記の如くである。母材１を直交するＸーＸライン，Ｙー
Ｙラインによってマトリックス状に区画し、それぞれの
区画の表面にチタンを所望に拡散して、ＸーＸラインに
平行する光導波路３を設ける。

【０００５】なお、この光導波路３の中央部分は、近接
して（間隔は約10μm ) 平行配置した一対の平行光導波
路3-1,3-2 に分離してある。次に母材１の表面にSiO₂膜
等のバッファ層を形成した後に、一方の平行光導波路3-
1 の直上に形成される直線部と、直線部の両端部をそれ
ぞれ直角に屈曲してＸーＸラインに達する長さの一対の
脚部と、からなるＵ形の制御電極５（信号電極）を設け
るとともに、制御電極５の内側に、他方の平行光導波路
3-2 の直上からＸーＸラインに達する幅の角形の制御電
極６（アース電極）を設ける。

【０００６】なお、これらの制御電極５，６は、母材１
の表面に金を蒸着して下地金属膜を形成し、フォトリソ
グラフィ手段によりパターニングした後に、下地金属膜
の表面に金等の良導電性金属をめっきして、10μm 〜20
μm 厚としたものである。

【０００７】なお、母材１の材料は電気光学効果の大き
いニオブ酸リチウム(LiNbO₃)等を使用するものである
が、電気光学効果に方向性がある。したがって、平行光
導波路3-1,3-2 は電気光学効果が大きい方向を選択して
形成している。

【０００８】次に基板２と同材料よりなる、幅２mm, 厚
さ0.5mm 程度の短冊板10を、ＹーＹライン上に貼着した
後に、精密ダイシングソー等で母材１をＹーＹラインに
沿って切断することで端面が鏡面状に仕上がり、さらに
ＸーＸラインに沿って切断することで、幅が１mm〜２m
m、長さ６０mm前後の基板２に分離する。

【０００９】次に、それぞれの制御電極５，６の所望の
個所に金線等のリード端子を熱圧着してボンデングし
て、光導波路デバイスとしている。光導波路デバイス
（光変調器）は上述のように構成されているので、光導
波路３の一方の端部から光信号を伝送させると、制御電
極５（信号電極）と制御電極６（アース電極）間に電圧
を印加しない状態で、光導波路３の他方の端部の出力が
オンとなる。

【００１０】また、制御電極５と制御電極６間に所定の
電圧を印加すると、平行光導波路の電気光学効果で屈折
率が変化し、平行光導波路3-1,3-2 を伝搬する光信号の
位相が波長／２だけずれる。よって光導波路３の出力が
オフとなる。即ち光変調器として機能する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来は、光
導波路に直交するよう目視で短冊板を貼着していた。し
たがって、この短冊板が光導波路に斜めになったり、或
いは接着剤の乾燥硬化中に短冊板がずれたりする結果、
精密ダイシングソーによる鏡面化形成の際に光導波路端
部にチッピングが発生する恐れがあった。このために光
導波路デバイスと他の光デバイスとの光結合損失が増加
するという問題点があった。

【００１２】また光導波路デバイスは、ピンセット等で
短冊板部分を把持して取り扱うのであるが、この際ピン
セット等の先端が制御電極或いは光導波路にあたり、制
御電極或いは光導波路が損傷して、電界の供給に障害を
与えたり或いは光導波路が断線する恐れがあった。

【００１３】本発明はこのような点に鑑みて創作された
もので、光導波路デバイスの端面の鏡面形成の際の不安
定要因を抑え、再現性が良く光結合損失が小さい光導波
路デバイスの製造方法を提供することにある。

【００１４】また他の目的は、デバイスの取扱時に、光
導波路及び制御電極が損傷する恐れがない、光導波路デ
バイスの製造方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、図１に図示したように、電気光学結晶よ
りなる基板２の表面側に形成した光導波路３と、光導波
路３の上部に所望に形成した制御電極5,6 とよりなる光
導波路デバイスの製造にあたり、母材１をマトリックス
状に区画し、左右の端部がＹーＹラインに直交する光導
波路３を、それぞれの区画に形成し、それぞれのＹーＹ
ラインの内側に、ＹーＹラインに平行する帯状の金属膜
20を制御電極5,6 を形成する際に同時に設ける。

【００１６】そして、金属膜20の側端面をガイドにし
て、母材１と同材料よりなる短冊板10をＹーＹライン上
に貼着する。その後、母材１をＹーＹライン及びＸーＸ
ラインで切断して、個々の基板２に分離するものとす
る。

【００１７】また、図２に例示したように、制御電極5,
6 及び金属膜20は、下地金属膜の表面に良導電性金属を
めっきしたものとし、制御電極５，６及び金属膜20のＸ
ーＸラインの直上部分は、下地金属膜5-1,6-1,20-1のみ
とする。

【００１８】

【作用】本発明の金属膜は制御電極の形成時に同時に、
フォトリソグラフィ手段によりパターニング形成したも
のであるから、ＹーＹラインに高精度に平行するのみな
らず、その形成位置及び形状が高精度である。

【００１９】したがって、この金属膜の側端面をガイド
にすることで、短冊板を所望のＹーＹライン上に位置ず
れなく貼着することができる。即ち、光導波路の端面形
成時の短冊ずれにより起こるチッピング発生要因が抑制
でき、再現性良く光結合損失が小さい光導波路デバイス
が作製できる。

【００２０】また、光導波路デバイスの持ち運び等に際
し、ピンセットを用いて基板の裏面と金属膜部分とを挟
持するものとする。このことにより制御電極の損傷防
止、光導波路の断線防止ができる。

【００２１】一方、制御電極及び金属膜のＸーＸライン
に対応する部分は、めっき層がなくて、基板に密着した
薄い下地金属膜のみである。したがって、ＸーＸライ
ン，ＹーＹラインで母材を切断しても制御電極，或いは
金属膜のめっき層が剥離しないので、所定の形状の制御
電極及び金属膜が得られる。

【００２２】

【実施例】以下図を参照しながら、本発明を具体的に説
明する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示
す。

【００２３】図１は本発明の実施例の図で、(A) は分離
切断前の平面図、(B) は切断後の断面図、図２は本発明
の他の実施例の要所平面図である。本発明の製造手順は
下記のとおりである。

【００２４】ニオブ酸リチウム(LiNbO₃)等の電気光学結
晶よりなる母材１を、互いに直交する複数のＸーＸライ
ン，ＹーＹラインによってマトリックス状に区画し、そ
れぞれの区画表面にチタンを所望に拡散して、ＸーＸラ
インに平行する光導波路３を設ける。

【００２５】この光導波路３の中央部分は、近接して平
行配置した一対の平行光導波路3-1,3-2 に分離して、光
変調器の導波路としている。なお、２本の光導波路をＸ
ーＸラインに平行に設け、それらの光導波路の中央部分
を屈曲して近接した平行光導波路とすることで、光スイ
ッチの導波路としたものに以下のことは適用し得るもの
である。

【００２６】次に母材１の表面にSiO₂膜等のバッファ層
を形成した後に、金をSiO₂膜の表面に蒸着し、フォトリ
ソグラフィ手段によりパターニングに、それぞれのパタ
ーンの表面に金めっきすることで、10μm 〜20μm 厚の
制御電極５，制御電極６及び金属膜20を同時に設ける。

【００２７】詳述すると、一方の平行光導波路3-1 の直
上に形成される直線部と、直線部の両端部をそれぞれ直
角に屈曲してＸーＸラインに達する長さの一対の脚部
と、からなるＵ形の制御電極５（信号電極）を設ける。

【００２８】また制御電極５の内側に、他方の平行光導
波路3-2 の直上からＸーＸラインに達する幅の角形の制
御電極６（アース電極）を設ける。さらに、それぞれの
ＹーＹラインの内側に約 100μm 離して平行に帯状の金
属膜20を設ける。なお、この金属膜20の幅は約５mmであ
る。

【００２９】そして、金属膜20の側端面をガイドにし
て、母材１と同材料よりなる短冊板10（幅が約２mm, 厚
さは約0.5mm ) を接着剤を用いて貼着する。その後、短
冊板10の上から、それぞれのＹーＹラインに沿って精密
ダイシングソーによって切断（切断されるは幅は約0.2m
m ) することで、光導波路端面部を鏡面状に形成する。

【００３０】次に、それぞれのＸーＸラインに沿って切
断（切断されるは幅は約0.1mm ) して、個々の基板２に
分離する。次に制御電極５（信号電極），及び制御電極
６（アース電極）のそれぞれの所望の個所に金線等のリ
ード端子を熱圧着してボンデングする。

【００３１】上述のように金属膜20は制御電極の形成時
に同時に、フォトリソグラフィ手段によりパターニング
形成したものであるから、ＹーＹラインに高精度に平行
するのみならず、その形成位置及び形状が高精度であ
る。

【００３２】したがって、この金属膜20の側端面をガイ
ドにすることで、短冊板10を所望のＹーＹライン上に位
置ずれなく貼着することができる。即ち、光導波路の端
面形成時の短冊板ずれにより起こるチッピング発生要因
が抑制でき、再現性良く光結合損失の小さい光導波路デ
バイスが作製できる。

【００３３】一方、光導波路デバイスの持ち運び等に際
し、ピンセットを用いて基板２の裏面と金属膜20とを挟
持することで、制御電極５，６及び光導波路３が損傷す
ることがない。

【００３４】なお、リード端子を制御電極５，６にボン
ディングに際して、制御電極のめっき層の厚さが、ボン
ディグ諸元（圧力，温度）が左右される。そして、制御
電極５，６、特に制御電極５のボンディングし得る領域
は極めて限定されているので、一回ボンディングに失敗
するとリード端子の再ボンディングすることが困難とな
る。

【００３５】しかし、本発明によれば、制御電極と同条
件で形成された金属膜を、制御電極と別の位置に設けて
ある。したがって、この金属膜を捨てパッドとしてボン
ディングの試しをすることで、ボンディグ諸元を設定し
得る。即ち、リード端子の接続の信頼度が高いという効
果を有する。

【００３６】図２に示す製造方法において、制御電極
５，６及び金属膜20を形成するにあたり、金を母材１の
表面に設けた、パッファ層のSiO₂膜の表面に蒸着し、フ
ォトリソグラフィ手段によりパターニングして制御電極
５の平面視形状に等しい下地金属膜5-1 、制御電極６の
平面視形状に等しい下地金属膜6-1 、及び金属膜20の平
面視形状に等しい下地金属膜20-1を設ける。

【００３７】そして、制御電極５及び制御電極６を設け
る領域のＸーＸライン上に、幅 300μm 程度のめっき防
止テープを貼着する。また金属膜20を設ける領域のＸー
Ｘライン上に、幅 300μm 程度のめっき防止テープを貼
着する。

【００３８】その後、下地金属膜5-1 , 下地金属膜6-1
及び下地金属膜20-1の表面に金めっきを施す。以後の製
造手順は図１を参照しながら説明した手順により光導波
路デバイスを製造する。

【００３９】上述のようにして形成された光導波路デバ
イスは、ＸーＸライン，ＹーＹラインで母材を切断して
も制御電極，或いは金属膜のめっき層が剥離しないの
で、所定の形状の制御電極及び金属膜が得られる。

【００４０】即ち、制御電極及び金属膜が損傷する恐れ
がないので、電界の供給に障害を及ぼすことがない。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、短冊板を
所望のＹーＹライン上に位置ずれなく貼着することがで
きるので、光導波路の端面形成時の短冊板ずれにより起
こるチッピング発生要因が抑制でき、再現性良く光結合
損失の小さい光導波路デバイスが作製できるという効果
を有する。

【００４２】また、光導波路デバイスの持ち運び等に際
し、ピンセットを用いて基板の裏面と金属膜部分とを挟
持することにより、制御電極が損傷したり、或いは光導
波路が断線したりすることがない。

【００４３】さらに、リード端子のボンディング時に金
属膜を捨てパッドとして使用することで、リード端子と
制御電極との接続の信頼度が向上するという効果を有す
る。一方、制御電極及び金属膜のＸーＸラインに対応す
る部分を下地金属膜のみとすることで、母材を個々の基
板に分離切断する際に、制御電極及び金属膜の良導電性
金属のめっき層が剥離しない。したがっけ、光導波路デ
バイスの制御電極の品質が高いという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の図で (A) は分離切断前の平面図 (B) は切断後の断面図

【図２】 本発明の他の実施例の平面図

【図３】 従来例の図で (A) は分離切断前の平面図 (B) は切断後の断面図

【符号の説明】

１ 母材 ２ 基板 ３ 光導波路、 3-1,3-2 平行光
導波路 5,6 制御電極 10 短冊板 20 金属膜 5-1,6-1,20-1 下地金属膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気光学結晶よりなる基板の表面側に形
   成した光導波路と、該光導波路の上部に所望に形成した
   制御電極と、からなる光導波路デバイスの製造にあた
   り、 母材(1) をマトリックス状に区画し、左右の端部がＹー
   Ｙラインに直交する該光導波路(3) を、それぞれの区画
   に形成し、 それぞれの該ＹーＹラインの内側に、該ＹーＹラインに
   平行する帯状の金属膜(20)を、該制御電極(5,6) を形成
   する際に同時に形成し、 該金属膜(20)の側端面をガイドにして、該母材(1) と同
   材料よりなる短冊板(10)を該ＹーＹライン上に貼着し、 その後、該母材(1) をそれぞれの該ＹーＹライン及び該
   ＸーＸラインで切断して、個々の基板(2) に分離するこ
   とを特徴とする光導波路デバイスの製造方法。
2. 【請求項２】 制御電極(5,6) 及び金属膜(20)が、下地
   金属膜の表面に良導電性金属をめっきしたものであり、
   該制御電極(5,6) 及び該金属膜(20)のＸーＸラインの直
   上部分が、下地金属膜(5-1,6-1,20-1)のみであることを
   特徴する請求項１記載の光導波路デバイスの製造方法。